大科技杂志社官方网站

新浪微薄腾讯微薄

最新碎语:想象力比知识更重要

您的位置:大科技杂志社官方网站 >科学之谜> 树木中的大块头 ——北美红杉

树木中的大块头 ——北美红杉

北美红杉也叫海岸红杉,是世界上最高大、最有价值的树,长得也很挺拔壮观,堪称树木中的高富帅。

海岸线上的巨人

红杉是世界上已知的最高最古老的树木,在1亿年以前就存在了。那时的红杉,还是侏罗纪最具代表性的植物,分布在北半球的广大地区。但如今,红杉的生长地域已经很小了,世界上有红杉分布的地方只剩下中国和美国,其中,北美红杉仅生长在加利福尼亚州中部到南俄勒岗州西南部的狭长海岸周围。

美国西南部的海岸,水气充足,经常浓雾弥漫,而北美红杉最喜欢潮湿的生存环境,所以它们在这里聚集成林。然而,从19世纪开始,美国人对红杉森林的砍伐一直没有停止过,尤其是进入20世纪后,伐木机、大型电锯和拖拉机大行其道,许多红杉森林已经被砍光了。直到20世纪60年代,美国国家地理学会报道了红杉被破坏的情况,美国政府才开始对红杉加以保护,将仅存的红杉森林建立成国家公园。

如今,人们可以在红木国家公园、红杉和国王峡谷国家公园以及缪尔森林国家纪念公园内看到成林成片的北美红杉。其中,位于加州太平洋沿岸的红木国家公园是最有名的红杉圣地。这片生态保护区占地76平方千米,园内有13千米的公路都是沿海岸而行的。公园中的北美红杉平均树龄都在500年到700年之间,树身高大粗壮。世界已知最高的红杉——“同温层巨人”就生长在园内,它高113.4米,是美国自由女神像的两倍,底部直径达到了5.06米,树干容量为807立方米,大约生长了1600多年。由于“同温层巨人”过于珍贵,为了避免游客攀爬破坏,红木国家公园的管理者一直没有公开“同温层巨人”的具体位置。

三种类型的气候区

由于加州温暖而潮湿的气候环境,北美红杉长得又高又大,而红杉树的脚下,生出了大量灌木、蕨类、苔藓等植物。实际上,生物学家曾发现,红木国家公园其实是地球上植物群落最丰富的地方,因为这片温带雨林中单位体积的生物量(活的和死的有机物质的含量)竟然是热带雨林的7倍。

北美红杉茁壮长寿、庇佑生命,这与它的生态学构造有密切的关系。北美红杉的身材巨大,得以让它同时生活在三种不同类型的气候区。

北美红杉的树冠位于顶层,那里时而干燥多风,时而雾气弥漫,所以,树冠处的树枝非常浓密,叶子又宽又平,有助于捕捉阳光。然而,越靠近顶部的树叶,叶面会生出紧密的鳞状叶刺,这种构造可以减少叶面在干燥条件下的水分蒸发。

粗壮的树干位于中层,树皮厚达20~30厘米,由海绵状和纤维状的组织构成。树皮缺少树脂,不易被森林火烧毁,但树皮含单宁酸,抗虫、抗病,愈合力强,能够确保自身的枝繁叶茂。有的北美红杉,甚至在树老空心,用作“汽车隧道”后,仍然笔直参天——加利福尼亚州“驾车过大树公园”的“吊灯树”就是一个实例。它高96米,树洞宽1.83米,高2.06米,汽车可以通行。

北美红杉的最下层,气候又有所不同。树冠和树干挡住了几乎所有投向地面的光线,树基得以身处阴凉潮湿的环境中,成为保护植物小伙伴们生存的温床。

缓慢的生长和繁殖

尽管北美红杉块头很大,但它的生长方式与其他树木完全相同。

北美红杉内部绝大多数的生命物质都存在于三层薄纸般的组织中——韧皮部、木质部和形成层,这些组织就生长在树皮里边,在树木的心材外边围成一个湿润的管套。不管树干长得有多高,真正从事生命活动的活跃细胞只有几千克重,这些勤奋的细胞将树根与叶子联系起来,完成了维持一棵树生存所需的所有复杂的营养补给,它们的高效率是生命现象中的奇迹。

炎热的日子里,如果没有砍伐或其他干扰,每棵树都会把大量的水从树根提取到树叶,再从树叶散发回大气中。我们很难想象,高大的北美红杉每天会运转多少水。将水分“提起来”只是韧皮部、木质部和形成层的众多工作之一,它们还生产木质素和纤维素;调节单宁酸、汁液、树胶、油脂和树脂的储存和生产;向“全身”发放矿物质和营养;将淀粉转化为糖以供生长使用(这就是加拿大特产——枫糖浆的由来)……天知道这些组织还能做什么。但是,由于所有这些生命过程都发生在如此薄的三层中,使得树木非常容易受到入侵生物的攻击,从而陷入危险。当北美红杉的树皮被切开,毛虫等破坏性生物闯入时,北美红杉会释放一些化学物质(比如增加单宁酸的产量),试图阻止毛虫进一步啃食。

北美红杉生长缓慢,这种稳定的节奏让它得以长寿。北美红杉的根系虽然不是很深,但纵横交错,结实盘扎着每一寸土地,而且具备耐盐特性,所以不畏风雨灾劫和大地沧桑的变化。

北美红杉虽然生命力强,繁殖起来却不太容易。它的树枝上结有大量球果,种子量多,但发芽率却很低。所以,红杉森林中很难见到种子萌发的幼苗。无奈之下,北美红杉主要依靠无性繁殖来延续种群。比如,锯断的树桩和树根上都能长出小枝,几十年以后就巍然成树。或者,北美红杉的根系可以辐射到很远的地方,一株老树死后,就可以从它的周围滋生出一片参天大树而成为一个家族群落。又或者,一株老树横卧在地上,经过几百年的时间,在它几十米长的树干腐烂的地方,也可以长出一列红杉纵队。所以,北美红杉森林中植被的密度往往比较大。


---

转载请注明本文标题和链接:《树木中的大块头 ——北美红杉

分享到:

发表评论

路人甲 表情
Ctrl+Enter快速提交